Променева діагностика порушень легеневого кровообігу

І.Є. Тюрін

Відео: Комп`ютерна ангіографія. Центр Променевої Діагностики, Москва. Ангіографія по ОМС.

Патологія малого кола кровообігу відрізняється великою різноманітністю. Різні форми легеневої гіпертензії, легеневі емболії і набряки легенів нерідко ускладнюють перебіг захворювань органів дихання і серцево-судинної системи або є їх невід`ємною складовою частиною. Правильна оцінка стану малого кола кровообігу (МКК), своєчасне виявлення гемодинамічних порушень в легенях - важлива умова ефективного лікування. У клінічній практиці така оцінка здійснюється на підставі великого числа функціональних, лабораторних та інструментальних досліджень, серед яких велике значення мають променеві методи діагностики.

Променева і, зокрема, рентгенологічна картина патології малого кола кровообігу має ряд важливих анатомічних і функціональних особливостей. Легкі є єдиним органом, в якому внутріорганние судини можуть бути виявлені при нативному (безконтрастна) рентгенівському дослідженні. Повітря, в нормі що заповнює альвеоли, служить природним контрастом, на тлі якого можна визначити калібр і просторове розташування судин, їх приналежність до артеріальної або венозної частини судинного русла. Ця розгалужена мережа легеневих судин, діаметр яких поступово зменшується від кореня легкого до листків вісцеральної плеври, позначається в рентгенології як легеневий малюнок (ЛР).

Відео: УЗД

У нормі воздухосодержащая легенева тканина не тільки оточує внутрілегочние судини, а й прилягає до великих судинах великого кола кровообігу (БКК), розташованим в середостінні, зокрема до аорти і лівої підключичної артерії - зліва, правого брахиоцефальной і верхньої порожнистої вен - справа, а також до перикарду практично на всій його довжині. Це дозволяє побічно судити про стан системного кровотоку і особливості внутрішньосерцевої гемодинаміки при вивченні діаметра судин середостіння і розмірів камер серця. Тому навіть оглядова рентгенограма органів грудної порожнини містить значний обсяг інформації про анатомію і функціональному стані як малого, так і великого кола кровообігу.

Мале коло кровообігу як система низького тиску

Мале коло кровообігу являє собою систему низького тиску. Якщо систолічний тиск в лівому шлуночку і аорті досягає в нормі 120 мм рт. ст., то в правому шлуночку і легеневій артерії (ЛА) воно в п`ять разів менше - 20-25 мм рт. ст. Середній тиск в легеневій артерії складає 12-16 мм рт. ст. - більш ніж в 6 разів менше, ніж в аорті.

Така гемодинаміка можлива за умови низького опору і великий розтяжності судин малого кола кровообігу. Загальний опір судин малого кола кровообігу не перевищує 200 дин с / см2, що майже в 7 разів менше, ніж у великому колі кровообігу. Низький тиск в легеневих судинах забезпечує вельми економічні умови для роботи правого шлуночка. При цьому в великому колі кровообігу основний опір току крові надають артеріоли, в той час як в малому колі кровообігу на них припадає лише 50% опору, а 30% падає на легеневі вени. Розтяжність (приріст діаметра при підвищенні тиску) легеневих артерій значно перевищує цей показник для артерій великого кола кровообігу і порівнянна з розтяжністю вен великого кола кровообігу.

Ці закономірності роблять зрозумілим рентгенологічне відображення багатьох фізіологічних явищ. Зміни легеневого малюнка і конфігурації тіні середостіння залежать від обсягу надходить в мале коло кровообігу крові, а також від величини тиску в прекапілярні і посткапиллярной частини судинного русла. Так, при вроджених вадах серця зі скиданням крові з лівих камер в праві хвилинний обсяг правого шлуночка може збільшуватися в 2-3 рази, але тиск в легеневій артерії довгий час залишається нормальним, підвищуючись лише при розвитку вторинних змін судинної стінки. Рентгенологічне відображення гиперволемии (перевантаження об`ємом) в малому колі кровообігу полягає в посиленні або збагаченні судинного ЛР за рахунок збільшення калібру внутрілегочних судин і їх кількості в одиниці об`єму. Аналогічні зміни спостерігаються при гострій ятрогенной гипергидратации - в результаті швидкого внутрішньосудинного введення надмірної кількості рідини, несумісного з функціональним станом лівого шлуночка.

З іншого боку, при тривалому і стійкому підвищенні тиску в артеріальній частині малого кола кровообігу у хворих з прекапілярні легеневою гіпертензією спостерігається закономірний спазм м`язових артерій, що рентгенологічно проявляється збіднінням легеневого малюнка за рахунок зменшення калібру і кількості видимих судин. Збільшення периферичного судинного опору веде до поступового збільшення діаметра великих легеневих артерій і правих камер серця. Рентгенологічна картина цього варіанта гіпертензії характерна: мітральна конфігурація серця, обумовлена розширенням правого шлуночка і загального стовбура легеневої артерії і згладжуванням "талії" серця-розширення коренів легень за рахунок великих легеневих артерій- збіднення судинного легеневого малюнка.

дія гравітації

Важливим наслідком того, що мале коло кровообігу функціонує в умовах низького тиску і підвищеної розтяжності судин, стає регіонарна нерівномірність легеневого кровотоку в залежності від дії гравітації. У нормі при вертикальному положенні тіла людини калібр легеневих судин збільшується від верхівок легких у напрямку до діафрагми. Обсяг крові, що протікає через наддіафрагмальние відділи легень, значно більше, ніж в області верхівок, що визначається терміном "градієнт". Це дозволило горизонтально розділити легке на три функціональні зони: верхню - від верхівок до коренів легких- середню - на рівні коренів легких, нижню - від коренів легких до діафрагми. Співвідношення кровотоку в цих зонах становить в середньому 1: 2: 3 при вертикальному положенні тіла. У положенні лежачи на спині цей градієнт зменшується, хоча і не зникає повністю.

Описана закономірність знаходить своє відображення при рентгенологічному дослідженні. На рентгенограмах, виконаних у вертикальному положенні пацієнта, в верхніх відділах легень калібр і кількість судин в одиниці об`єму значно менше, ніж в наддіафрагмальной відділах, - саме така картина сприймається фахівцями як норма. При дослідженні в горизонтальному положенні кровотік у верхніх і нижніх зонах вирівнюється, і на рентгенограмах судинний малюнок стає більш рівномірним по напрямку від верхівок до діафрагми за рахунок невеликого розширення верхнедолевих судин. Цей фізіологічний феномен при дослідженні пацієнтів в положенні лежачи нерідко помилково інтерпретується як посилення легеневого малюнка або навіть "венозний застій".

Типовий розподіл елементів легеневого малюнка в легенях істотно змінюється при підвищенні тиску у венозній частині малого кола кровообігу у хворих з посткапиллярной легеневою гіпертензією. У нормі тиск в лівому передсерді становить 5-7 мм рт. ст. Оскільки мале коло кровообігу являє собою систему низького тиску, аналогічний тиск реєструється в легеневих венах і капілярах. Підвищення посткапілярні тиску виникає в результаті функціональної слабкості лівого шлуночка (ішемічна хвороба серця, міокардит та ін.) Або механічної перепони для відтоку крові з малого кола кровообігу у великій (мітральний стеноз, міксома лівого передсердя і ін.). Венозна гіпертензія, при якій тиск у венозній частині малого кола кровообігу вище 15 мм рт. ст., призводить до рефлекторного скорочення судин нижніх часток легенів і перерозподілу кровотоку в судини верхніх часткою.

При рентгенологічному дослідженні судини верхніх часток легенів виявляються ширше і видно краще, ніж нижніх. Цей феномен, чітко видимий на рентгенограмах в прямій проекції і комп`ютерних томограмах (КТ), визначається як перерозподіл або краніалізація легеневого малюнка і є основним рентгенологічним ознакою венозної легеневої гіпертензії. Впровадження комп`ютерної томографії легенів дозволило розширити уявлення про регионарной нерівномірності легеневого кровотоку. При комп`ютерній томографії можлива не тільки візуальна оцінка калібру легеневих судин, їх розташування і кількості, а й контролю за густиною оцінка власне легеневої тканини. Одиниці Хаунсфілда (Haunsfield units, HU) відображають коефіцієнти ослаблення рентгенівського випромінювання в області, що вивчається.

Комп`ютерна томографія виконується при горизонтальному положенні пацієнта, зазвичай лежачи на спині, і представляють серію зрізів досліджуваної області в аксіальній площині. Це дозволяє детально вивчити щільність легеневої тканини не тільки в поздовжньому напрямку (від верхівок до діафрагми), а й в передньо-задньому - від передньої грудної стінки до задніх відрізків ребер. Щільність легеневої тканини в цьому положенні підвищується від верхівок до діафрагми і від передніх відділів легень до задніх.

Відео: 19-20 листопада 2015

Градієнт щільності в передньо-задньому напрямку може становити 20-80 HU при середній щільності легеневої тканини від 700 до 900 HU. Градієнт щільності зберігається в різних положеннях тіла пацієнта і суттєво змінюється в різні фази дихання. При перекладі пацієнта в положення на живіт градієнт зберігає свій напрямок (зверху вниз). На видиху величина градієнта значно зменшується. При збільшенні обсягу крові в малому колі кровообігу відбувається підвищення щільності легеневої тканини, і навпаки, обмеження кровотоку реалізується в зниженні денситометрических показників.

Крайнім вираженням цієї закономірності стає симптом "мозаїчної перфузії", при якому в легеневої тканини чергуються ділянки підвищеної і зниженої щільності, причому судини в них відповідно розширені і звужені. Така картина спостерігається, зокрема, при тромбоемболії легеневої артерії (ТЕЛА), коли в частині вторинних легеневих часточок емболія призводить до зниження перфузії, звуження судин і зниження щільності легеневої тканини. У сусідніх ділянках зі збереженою перфузії кровотік компенсаторно посилюється, судини розширюються, а щільність легеневої тканини підвищується.

Вентиляційно-перфузійні співвідношення

Важливою причиною регионарной нерівномірності кровотоку є тісний взаємозв`язок легеневого кровообігу і вентиляції. Для повного насичення крові киснем необхідно, щоб кровотік у всіх ділянках легких відповідав їх вентиляції. В цілому альвеолярна вентиляція у здорової людини становить
4 5 л / хв, а кількість протікає через легеневі капіляри крові - 5 6 л / хв. Таким чином, середнє відношення величини вентиляції до величини кровотоку (вентиляційно-перфузійні відношення - ВПО) в фізіологічних умовах становить 0,7-1,0. Якщо вентиляційно-перфузійні відношення дорівнює 0,9 ± 0,1, то парціальний тиск кисню і вуглекислого газу в альвеолярному повітрі і відтікає від легких артеріальної крові встановлюється на оптимальному рівні - 100 і 40 мм рт. ст. відповідно.

Вентиляційно-перфузійні відношення має суттєві регіонарні відмінності. Середній тиск в легеневій артерії на рівні серця складає 12-16 мм рт. ст. В артеріях верхніх відділів легень воно знижено на величину гідростатичного тиску стовпа крові, рівного відстані по вертикалі між цими відділами та рівнем серця. Тому в верхівках легенів тиск крові наближається до нуля. У легеневих капілярах тиск крові стає нижче атмосферного і альвеолярного, особливо у фазі діастоли. В результаті значна частина капілярів спадає, і кровотік по ним припиняється. У відділах легких, розташованих нижче рівня серця, відбуваються протилежні зміни: внутрішньосудинне тиск підвищений, просвіт судин розширено, кровотік збільшений.

Вентиляційно-перфузійні відношення змінюється уздовж вертикальної осі грудної порожнини. У верхніх зонах вентиляція значно переважає над кровотоком - ці ділянки легень знаходяться в стані гіпервентиляції. При рентгенологічному дослідженні легкість легеневої тканини (прозорість легеневих полів) тут підвищена, а калібр судин зменшений. У нижній зоні кровотік перевищує вентиляцію, внаслідок чого розвивається функціональна гіповентиляція. На рентгенограмах калібр легеневих судин в цих ділянках значно більше, ніж у верхній зоні, а прозорість легеневих полів нижче.

Описані вище закономірності дозволяють зрозуміти причини виникнення типових рентгенологічних змін при різних формах порушення легеневого кровообігу. Однак їх правильна інтерпретація можлива з урахуванням не тільки рентгенофізіологіческіх, але і рентгеноанатоміческіх особливостей зображення малого кола кровообігу.